Cztery lata sondy Cassini cz. 1

maj 31, 2008 in Jowisz, Saturn, Sondy
Tags: Cassini, Huyghens, Jowisz, pierścienie, Saturn, Tytan

Choć lądowanie Phoenixa przyciąga sporo uwagi, Mars nie jest jedyną planetą badaną obecnie przez ziemskie sondy. Satelita Saturna Cassini zbliża się do końca pierwotnego, 4-letniego planu misji (28 maja wykonał ostatni planowany przelot w pobliżu największego księżyca planety – Tytana). Zaakceptowano już wprawdzie przedłużenie misji (z m.in dodatkowymi przelotami koło Tytana) na kolejne dwa lata, z opcją na dodatkowy rok, ale to dobry moment na mały przegląd odkryć, jakich dokonał Cassini. Na początku o samej sondzie i jej długiej, siedmioletniej podróży.

Pełna nazwa misji to Cassini-Huyghens, gdyż w kierunku Saturna podróżowały właściwie dwa aparaty. Cassini, wyprodukowany przez NASA, miał wejść na orbitę szóstej planety US, natomiast Huyghens, niewielki lądownik skonstruowany przez ESA (European Space Agency) i doczepiony do Cassiniego, miał za zadanie osiąść na największym księżycu Saturna – Tytanie.

Sam Cassini konstrukcją przypominał sławne Voyagery 1 i 2 oraz orbiter Jowisza – Galileo. Miał to być pierwszy z serii dużych próbników do badania zewnętrznych planet Układu Słonecznego, jednak cięcia w budżecie NASA spowodowały, że następne misje z  programu odwołano. Cassini to jeden z najbardziej skomplikowanych i największych statków międzyplanetarnych jakie kiedykolwiek skontruowano. Razem z próbnikiem Huyghens ważył 2,5 tony (z paliwem prawie 6 ton), wysokość sondy (stojącej na poniższym rysunku) to prawie 7 metrów, szerokość 4 metry.

W oczy rzuca się przede wszystkim duża czasza anteny nadawczo-odbiorcza (zawierająca we wnętrzu także mniejszą antenę zapasową), charakterystyczny element większości sond oddalających się na duże odległości od Ziemi. Cassini zabrał ze sobą bogaty zestaw instrumentów naukowych m.in. przeznaczonych do obrazowania w świetle widzialnym (kamery CCD), podczerwonym, ultrafiolecie; spektrometry do analizy składu chemicznego; radar (przede wszystkim do obserwacji powierzchni Tytana, skrytej pod warstwą chmur); magnetometr do analizy pola magnetycznego Saturna; instrumenty do badania pyłu i plazmy wokół planety. Z kolei Huyghens wyposażony został przede wszystkim w instrumnety do analizy atmosfery Tytana i kamery do zdjęć.

W odległości półtora miliarda kilometrów od Słóńca (promień orbity Saturna) baterie słoneczne nie dawałyby wystarczającej ilości energii elektrycznej do zasilania sondy, dlatego Cassini został wyposażony w trzy radioizotopowe generatory termoelektryczne (ang. RTG) jako paliwo wykorzystujące pluton. W sumie na pokładzie znalazły się 33 kg plutonu, więcej niż jakikolwiek pojazd kosmiczny zabrał wcześniej w kosmos. Wywołało to masowe protesty, mimo zapewnień ze strony NASA, że ryzyko skażenia i spowodowania zagrożenia dla ludzi było minimalne. Protesty największe nasilenie osiągnęły podczas startu sondy i jej powrotu w okolice Ziemi 2 lata później, a atmosferę dodatkowo podgrzała katastrofa europejsko-rosyjskiej sondy Mars-96 w 1996 roku, która zakończyła swój żywot w Pacyfiku (mimo, że też miała RTG na pokładzie nie doszło do skażenia). Poniżej przeciwnicy startu sondy na Cape Canaveral w 1997 roku (zdjęcie CNN):

Sonda wyniesiona została w kosmos 15 października 1997 roku przez rakietę Titan IV. Aby rozwinąć prędkość potrzebną na dotarcie do orbity Saturna konieczne było wykonanie kilku manewrów tzw. asysty grawitacyjnej. Cassini zbliżył się więc dwa razy do Wenus, a w sierpniu 1999 roku przeleciał w pobliżu Ziemi. Trajektoria sondy:

Przeloty w pobliżu tych planet zostały wykorzystane do testów instrumentów naukowych, które po raz pierwszy wykorzystane zostały na dużą skalę podczas przelotu w pobliżu Jowisza na przełomie lat 2000/2001. Cassini potwierdził swoją wartość wykonując tysiące zdjęć planety oraz analizując jej atmosferę i słaby pierścień. Poniżej zdjęcie wykonane podczas oddalania się od Jowisza (widać sierp księżyca Io).

Pierwszą fotografię Saturna sonda przesłała 9 listopada 2003 roku z odległości ponad 100 mln kilometrów. Jeszcze przed dotarciem do planety, naukowcy na przesłanych później zdjęciach dostrzegli wcześniej nieznane księżyce Saturna.

Spektakularny manewr wejścia na orbitę został przeprowadzony 1 lipca 2004 roku (kilkanaście dni wcześniej sonda minęła księżyc Phoebe). Aby wyhamować Cassini włączył swój główny silnik na ponad półtorej godziny i od strony południowej przeleciał przez jedną ze szczelin w pierścieniach Saturna, przesyłając niesamowite zdjęcia (kilka poniżej). Sonda dotarła do celu.